Электролиз водного раствора вещества Х проводили с угольными электродами катодного и анодного процессов. Вычислите

Электролиз водного раствора вещества Х проводили с угольными электродами катодного и анодного процессов. Вычислите массы веществ, выделившихся на катоде и аноде. Определите объем выделившихся газообразных веществ (н.у). Дано: Х – KI I = 10A τ = 50 мин Найти : массы веществ - ? объемы веществ - ?

1. Рассмотрим, какие процессы протекают при электролизе водного раствора иодида калия.
На катоде восстанавливаются ионы металлов, электродные потенциалы которых больше потенциала восстановления воды (-0,82В). Ионы металлов, имеющие более отрицательные электродные потенциалы чем -0,82В, не восстанавливаются. К ним относятся ионы щелочных и щелочноземельных металлов и алюминия.
К(-): 2H2O + 2ē → H2↑ + 2OH-
На инертном аноде с учетом перенапряжения кислорода протекает окисление тех анионов, потенциал которых меньше потенциала окисления воды (+1,23В) . К таким анионам относятся, например, I-, Br-, Cl-, NO2-, ОН-.
А(+): 2 I- - 2ē → I2↑ идет выделение йода на аноде
Суммарное уравнение электролиза:
2КI + 2H2O → H2↑+ 2КОН + I2↑
2. Вычислим массу водорода на катоде, согласно закону Фарадея:
m(H2) = J τ Мэкв(H2)F
J – сила тока, А
τ – время электролиза, сек τ = 50мин = 3000сек
F – постоянная Фарадея F = 96500 Кл
Мэкв(Н2) – эквивалентная масса водорода, г/моль
Мэкв(Н2) = М(Н2) / n
n – число электронов, участвующих в процессе: 2H2O + 2ē = H2↑ + 2OH-
n = 2
Мэкв(Н2) = М(Н2) / n = 2·1 / 2 = 1г/моль
Подставляя численные значения в формулу:
m(H2) = J τ Мэкв(H2)F = 10· 3000 ·196500 = 0,31 г
Масса выделившегося на аноде йода равна:
m(I2) = J τ Мэкв(I2)F
Мэкв(I2) = М(I2) / n
n – число электронов, участвующих в процессе: 2 I- - 2ē → I2↑
n = 2, значит Мэкв(I2) = М(I2) / n = 2 ∙1272 = 127 г/моль
m(I2) = J τ Мэкв(I2)F = 10· 3000·12796500 = 39,48 г
3

. К таким анионам относятся, например, I-, Br-, Cl-, NO2-, ОН-.
А(+): 2 I- - 2ē → I2↑ идет выделение йода на аноде
Суммарное уравнение электролиза:
2КI + 2H2O → H2↑+ 2КОН + I2↑
2. Вычислим массу водорода на катоде, согласно закону Фарадея:
m(H2) = J τ Мэкв(H2)F
J – сила тока, А
τ – время электролиза, сек τ = 50мин = 3000сек
F – постоянная Фарадея F = 96500 Кл
Мэкв(Н2) – эквивалентная масса водорода, г/моль
Мэкв(Н2) = М(Н2) / n
n – число электронов, участвующих в процессе: 2H2O + 2ē = H2↑ + 2OH-
n = 2
Мэкв(Н2) = М(Н2) / n = 2·1 / 2 = 1г/моль
Подставляя численные значения в формулу:
m(H2) = J τ Мэкв(H2)F = 10· 3000 ·196500 = 0,31 г
Масса выделившегося на аноде йода равна:
m(I2) = J τ Мэкв(I2)F
Мэкв(I2) = М(I2) / n
n – число электронов, участвующих в процессе: 2 I- - 2ē → I2↑
n = 2, значит Мэкв(I2) = М(I2) / n = 2 ∙1272 = 127 г/моль
m(I2) = J τ Мэкв(I2)F = 10· 3000·12796500 = 39,48 г
3